贯流式水轮机主轴疲劳强度分析

贯流式水轮机采用卧轴结构,主轴设计时要考虑疲劳强度.本文针对某贯流式水轮机主轴进行了疲劳强度分析,研究讨论了引起丰轴疲劳破坏的主要因素,分析得出了对主轴设计具有参考价值的结论.     

ZG20MnSi腐蚀疲劳强度分布的研究

由于可靠性设计理论分布的数据,本文对水轮机转轮材料ZG20MnSi进行了水下腐蚀疲劳强度分布试验研究,试验中成功地应用了自行设计的腐蚀液循环装置及腐蚀盒。试验结果表明,该材料的腐蚀疲劳强度符合正态分布,其标准差较空气中的低。本文所提供的材料腐蚀疲劳强度的分布规律和数据可供水轮机转轮设计使用。图2,表8,参3.     

双击式水轮机转轮载荷谱的数据处理及其可靠性设计

本文采用新的雨流计数模型和三参数威布尔分布数学模型进行了双击式水轮机车转轮载荷谱的数据处理。采用三参数幂函数数学模型建立了水轮机转轮P—S—N曲线。采用可靠性设计方法进行了水轮机转轮疲劳强度设计,从而提出了各种结构转轮在给定寿命下的安全使用水头及其相应的可靠度。     

剪断销设计中的一个问题

根据水轮机运行资料分析,认为剪断销的剪断绝大多数是非正常剪断,属疲劳破坏。剪断销应按疲劳强度设计并考虑在不停机条件下可以更换。     

水轮机选型设计CAD系统

本文详细论述了水轮机选型设计CAD 系统的基本原理和方法及开发出的相应CAD 软件.采用一维、二维B 样条插值求水轮机任意工况点的参数;采用样条函数平滑方法绘制水轮机运转特性曲线,较好地处理了水轮机选型设计中的两个关键问题.     

水斗式水轮机转轮设计

本文论述水斗式水轮机的设计,特别论述水斗式水轮机转轮及其水斗的设计,详细解析其设计理论、设计原则及设计方法.     

灯泡混流式水轮机的研究与设计

本文将混流式水轮机的转轮应用于灯泡式机组中,介绍了这种灯泡混流式水轮机的基本原理、水力性能、水流运动规律及其过流部件的水力设计理论,并提出了这种水轮机的结构设计方法.通过分析研究,这种新型水轮机具有混流式水轮机和贯流式水轮机的优点,而避免了它们的缺点,可以在较宽的应用水头范围内替代现代应用最广的混流式水轮机,广泛使用于中小型水电站中.     

轴流式水轮机轮缘间隙三维紊流数值模拟

应用雷诺应力模型对轴流式水轮机轮缘间隙的三维紊流流动进行了雷诺平均N-S方程的数值计算与分析.对转轮直径为340 mm的5叶片轴流式水轮机在轮缘间隙为0mm、0.25 mm、0.5 mm、1 mm时分别进行了分析计算,分析了轴流式水轮机轮缘问隙对叶片压力分布、速度矢量、数值效率和间隙漏水量的影响,研究了轴流式水轮机轮缘间隙内流动规律,提出了轴流式水轮机轮缘间隙对轴流式水轮机优化设计的重要性.实例表明,用三维紊流数值模拟方法研究轴流式水轮机轮缘间隙是改进和优化轴流式水轮机设计的一个重要过程.     

水轮机动静干涉的非定常流动数值模拟

在水轮机领域,流动分析技术已经成为设计开发的常规工具.随着水轮机单机容量和尺寸的加大,其运行稳定性日益受到重视,这使得水轮机内部非定常流动的数值计算成为必要.本文讨论了动静干涉、移动网格的不同数值计算方法,并应用"滑移网格技术"对混流式水轮机进行了非定常流动计算,分析了部分负荷工况下的流态和压力脉动.     

三峡左岸厂房水轮机的水力设计

介绍 VGS(VOITH-GE-SIEMENS)三峡联合体在三峡电站左岸厂房水轮机水力开发中采用的水力设计技术.阐述所采用的主要水力设计与流体动力分析软件,主要设计思想、方法.重点介绍这些软件和设计方法在三峡左岸厂房水轮机转轮和通流部件水力优化设计中的应用.图 9表 7参 1     

水轮机转轮叶片载荷谱的确定方法

本文理论论证了用机组外特性-机组出力确定混流式水轮机转轮载荷谱的研究方法,推导得转轮叶片应力服从三参数韦布尔分布。首次提出并论证了不进行现场实测和调查统计就可确定出韦布尔分布中各参数的方法。用该方法对未进行真机实测和出力统计的已有机组和在设计中的新机组都可预估其载荷谱,为转轮设计,强度校校与结构安全寿命估算奠定基础。     

汽轮机零件疲劳可靠度的计算方法

本文介绍了应力幅和平均应力之比为随机变量时汽轮机零件疲劳强度的可靠性设计方法。文中给出了零件疲劳可靠度的计算方法和应用实例。     

水轮机主轴裂纹原因分析及处理

本文以凌津滩电站为例,针对大型水轮机主轴在使用过程中出现的裂纹情况为研究对象,采用强度复核计算和解析的方法,研究了主轴水轮机法兰根部弯曲疲劳问题。结果表明,采用低碳当量、可焊性好的锻钢ASMA668 classE制造,通过主轴密封改造进行隔水处理会增加材料的疲劳极限。根据生产实际的需要进行了焊接修复处理,并介绍了焊接修复工艺及主轴优化的改造思路。     

大型水轮机转轮叶片改型工艺研究

介绍了大型水轮机叶片出水边用铺焊的方法改变叶片形状、增强叶片强度,避免裂纹的产生。水轮机的转轮在电站运行一段时间后,出水边与上冠、下环焊缝处容易产生疲劳裂纹。通常采用焊接三角筋的方法来补救裂纹的产生。此方法的缺点是三角筋的厚度与叶片的出水边的厚度不一致,在凸凹点处容易产生应力集中,也容易产生裂纹。用铺焊的工艺方法增加厚度、保证出水边圆滑、即避免了裂纹的产生又使打磨后的叶片流线型状良好。     

涡带工况下混流式水轮机转轮动应力特性分析

近年来,国内一些大型混流式转轮出现了不同程度的裂纹问题,对机组安全运行构成了威胁。研究表明,水力激励引起的混流式水轮机转轮叶片动应力是引起叶片疲劳破坏的主要原因之一。文中首先对高水头小负荷的涡带工况下混流式水轮机内流场进行非定常CFD计算,得到涡带工况下叶片表面不同时刻的水压力载荷,并利用流固耦合方法对转轮进行结构场瞬态特性计算,分析转轮叶片的动应力特性。结果表明由于水压力脉动引起的转轮叶片上的振动交变动应力是混流式水轮机疲劳破坏的主要原因之一。计算结果可为其它水轮机转轮的动应力特性分析和疲劳分析提供参考。     

基于流固耦合的混流式水轮机转轮静应力特性分析

近年来，国内外一系列大型水轮发电机组频繁发生转轮叶片投产后短期内出现穿透性裂纹问题，对机组安全稳定运行构成了威胁。长期以来人们一直在寻找由于水力激励引起转轮叶片应力特性的计算方法。本文首先对混流式水轮机全流道内流场进行了多工况的CFD计算，得到不同工况下转轮叶片表面水压力载荷，并利用顺序流固耦合方法对转轮在各种工况下的应力特性进行计算。结果表明在大部分工况下该转轮叶片最大静应力基本上与水轮机功率成线性关系。本文计算结果可为其它水轮机转轮的应力特性分析及转轮疲劳裂纹分析提供参考。     

大型风力发电机组轮毂强度数值分析

基于德国劳埃德(GL)认证规范,对某1.5MW风力发电机组的轮毂做了强度及疲劳分析。通过计算分析,找到了轮毂在各种工况下的应力分布规律和疲劳影响因素。在此基础上,总结了基于GL规范进行风力发电机组关键零部件设计与分析的方法。     

水轮机顶盖的可靠性设计计算

顶盖是水轮机中起支撑与过流双重作用的重要部件,其刚、强度及其可靠性在一定程度上影响、甚至确定整台机组运行的安全、稳定性.但在其刚、强度设计中,目前因为大多数水力机组制造厂家仍沿用传统的安全系数法,而该方法没有把机械可靠性的理念引入到设计中,忽略了顶盖工作过程中许多不确定的因素,不能准确反映该部件工作中的可靠程度和寿命,因而,已不能满足科技发展的要求.针对水轮机顶盖的机械可靠性问题,分别运用传统机械设计方法和机械可靠性设计方法进行了计算,给出了两种计算结果的比较分析.实例计算结果表明,采用机械可靠性设计方法所得的结果更准确,更接近于水轮机的实际工作状况,保证其可靠度和寿命.     

千米级冲击式水轮机配水环管的强度计算与水压试验

南极洛河电站机组为千米级冲击式水轮发电机组。配水环管作为水轮机重要的输配水部件,其结构强度直接影响着机组的安全运行。鉴于此,以此水轮机配水环管的强度计算为研究内容,采用经典公式和数值计算两种理论方法,在不同的压力工况下分别对其刚度和强度进行了计算,数值计算结果显示最大应力值出现在小叉管与环管的交接处,而非普通配水环管月牙筋的附近;然后从试验的角度,对电站现场的1号和2号机组配水环管分别进行了压力等级为16.9MPa的水压试验,测量了其应力和变形,通过比较验证了其边界载荷条件施加的合理性和正确性,为千米级冲击式水轮机配水环管的设计、试验及安装运行提供技术支持。     

不同结构形式的水轮机控制环刚强度分析

针对某电站水轮机控制环的不同结构形式,应用Ansys软件对其刚强度的影响进行比较分析,通过分析结果为水轮机控制环的刚强度计算和结构设计提供了一定的参考价值。